五、抛体运动与圆周运动

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1、专题三 抛体运动与圆周运动,考点1,运动的合成与分解,一、曲线运动,轨迹是曲线的运动叫做曲线运动,在曲线运动中，质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是,曲线上这一点的_方向,切线,1曲线运动的速度方向：,水滴沿伞边缘的切线方向飞出,质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C 三点的速度方向。,曲线运动的运动方向时刻在改变；曲线运动是变速运动， 故必然要有加速度即一定受到外力作用或者说做曲线运动 的物体的合外力一定不为零。,2做曲线运动的条件,当物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线 上时，物体做曲线运动。,物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间，曲线向合力的方向弯曲,二、运动的合成

2、与分解,蜡块在x方向以速度vx做匀速直线运动，在y方向以速度vy做匀速直线运动，试分析： (1)蜡块的运动轨迹 (2)蜡块的运动速度,(2)匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，合速度与分速度满足平行四边形定则。,(1) 直线运动,1定义：,合运动,分运动,分解,合成,如果一个同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动 叫做这几个运动的 _ ， 这几个运动叫做这一实际 运动的_ (1)已知合运动求分运动叫运动的_； (2)已知分运动求合运动叫运动的_,2运动的独立性、等时性和等效性： (1)独立性：一个复杂的运动可以看成是几个独立进行的,_的合运动；,分运动,相等,(2)等时性：合运动所用的时间

3、与对应的分运动所用的时间 _； (3)等效性：各分运动共同产生的效果与合运动的效果相,同,平行四边形,3运动的合成与分解遵循_定则,考点2 抛体运动,以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力作用，这时的运动叫做抛体运动。,1定义：,匀变速曲线运动,将物体以一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下 的运动，其运动的本质是_ 2平抛运动在水平方向上的分运动是_； 在竖直方向上的分运动是_,匀速直线运动,自由落体运动,一、平抛运动,3平抛运动的规律,速度公式,，v vxvy,vxv0 vygt xv0t,位移公式,，s x2y2,4平抛运动的飞行时间由高度决定，水平位移由_

4、,和_共同决定,高度,初速度,2,2,1,ygt2 2,二、斜抛运动,1定义：,匀速直线,竖直上抛,将物体以一定的初速度沿斜上方抛出，仅在重力作用下物 体所做的运动 2斜抛运动可以看成是水平方向上的_运动和 竖直方向上的_运动的合运动,考点3,匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度,一、圆周运动 把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动 叫做圆周运动。,二、描述圆周运动的物理量 1线速度 v： (1)定义：质点做圆周运动时，通过的弧长与所用时间的比值；,(2)公式：v_； (3)单位：_.,s t 米/秒(m/s),(4)物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。,当t 很小很小时（趋近零），弧长

5、s就等于物体的位移，式中的v ，就是直线运动中学过的瞬时速度。,(5)方向：质点在圆周某点的线速度方向沿圆 周上该点的切线方向。,2角速度： (1)定义：质点做圆周运动时，通过的角度与所用时间的比值；,(2)公式：_； (3)单位：_., t,弧度/秒(rad/s),(4)物理意义：描述质点转过圆心角的快慢。,采用弧度制,3周期 T 、转速与频率 f：,秒(s),转速,r/s或r/min,(1) 质点做圆周运动一周所用的时间叫_ ，单位为 _；,(4) 周期、转速与频率的关系：,周期,（2）单位时间 内质点转过的圈数叫_，单位为_,（3）频率：物体在单位时间 内转过的圈数，单位为_,Hz,线速

6、度与周期的关系：,角速度与周期的关系：,各个物理量的关系,线速度与角速度的关系：,v = r,4、匀速圆周运动：物体沿着圆周运动，并且线速度的 大小处处相等,注意：匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动,匀速圆周运动是周期不变的运动！,匀速圆周运动是角速度不变的运动！,5向心加速度：做匀速圆周匀速的物体加速度指向圆心,_.,r2,大小：a_,方向：始终指向圆心，不断变化,1）传动装置线速度的关系,a、皮带传动线速度相等,b、齿轮传动线速度相等,同一传动各轮边缘上线速度相同,两个重要的结论,2）同一轮上各点的角速度关系,同一轮上各点的角速度相同,匀速圆周运动 【例1】(单选，2012年广东学业水平模

7、拟)匀速圆周运,动属于(,),A.匀速运动 C.加速度不变的曲线运动,B匀加速运动 D变速曲线运动,解析匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向时刻改 变，因此是变速曲线运动；匀速圆周运动的加速度方向指向圆 心，因此加速度方向也是时刻改变的，即加速度时刻改变，不 是加速度不变的曲线运动 答案D,描述圆周运动的物理量 【例2】(单选)飞机做可视为匀速圆周运动的飞行表演 若飞行半径为 2000 m，速度为 200 m/s，则飞机的向心加速度,大小为(,),A0.1 m/s2 C20 m/s2,B10 m/s2 D40 m/s2,20 m/s2. 答案C,1(单选)关于物体做匀速圆周运动的正确说法是(

8、,),A速度的大小和方向都改变,D,B速度的大小和方向都不变 C速度的大小改变，方向不变 D速度的大小不变，方向改变 解析：匀速圆周运动的线速度大小不变，方向沿圆周的切 线方向，时刻改变,2(单选，2014年广东学业水平考试)如图 3-3-1 所示， 一条绷紧的皮带连接连个半径不同的皮带轮，若皮带轮做匀速,),C,转动，两轮边缘上的 N、P 两点( 图 3-3-1,A角速度相同 C线速度大小相同,B转动周期相同 D向心加速度大小相同,3(单选，2013年广东学业水平考试)如图 3-3-2 所示，,),手表指针的运动可看作匀速运动，下列说法中正确的是( 图3-3-2,B,A秒针、分针、时针转动周

9、期相同 B秒针的角速度最大，时针的角速度最小 C秒针上 A、B 两点线速度一样大 D秒针上 A、B 两点向心加速度一样大,一、向心力 1定义：,匀速圆周运动的向心力,做匀速圆周运动的物体受到始终指向_的合力,2计算式：,F_.,圆心,mr2,考点4,二、向心力的理解 1向心力是一种_力，并不具有确定的性质，任 何性质的力都可以充当向心力 2向心力的作用效果是改变线速度的_，并不改 变线速度的_ 3向心力可以是由某种性质的力来提供，也可以由某个性 质力的_或几个力的_来提供,效果,方向,大小,分力,合力,圆周,向心,外轨,一、铁路的弯道 1.运动特点:火车转弯时实际是在做_运动,因而具有向心 加

10、速度,由于其质量巨大,所以需要很大的_力。 2.向心力来源:,生活中的圆周运动,(1)若转弯时内外轨一样高,则由_对轮缘的弹力提供向心 力,这样铁轨和车轮极易受损。,火车车轮受到三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力,(2)若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心 力几乎完全由_和_的合力提供。,重力G,支持力N,（2）外轨高内轨低的转弯,V0=,当V= V0，向心力由合力提供，轮缘不受侧向压力； 当VV0，轮缘受到外轨挤压 当VV0，轮缘受到内轨挤压,mg-FN,FN-mg,越小,越大,三、航天器中的失重现象 1.向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的 合力为他提供

11、向心力,_= 2.支持力分析:FN= 。 3.讨论:当v= 时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员处于 _状态。,mg-FN,完全失重,向心力 【例1】(单选)绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其向,心力来源于(,),A卫星自带的动力 C地球对卫星的引力,B卫星的惯性 D卫星对地球的引力,解析人造卫星绕地球运行的向心力由地球的引力提供， 故 C 项正确 答案C,向心力的计算 【例2】(单选，2013年广东学业水平考试)如图3-4-1 所 示，汽车质量为 1.0103 kg，以 5 m/s 的速率通过拱形桥的最 高点，拱桥的半径为 10 m，g 取 10 m/s2，此时汽车对拱形桥的,压力大小为

12、(,),图 3-4-1,A1.0103 N B2.0103 N C7.5103 N D5.0103 N,解析汽车过拱形桥最高点时，由其自身受到的重力及桥 对它的支持力的合力提供向心力，即F向mgFN，可得FN,mgF向,7.5103 N.,答案C,1(单选，2014年广东学业水平考试)如图 3-4-2 所示， 公路路面的倾斜角为，设弯道路段的半径为R，重力加速度为,),g，要保证安全，汽车在弯道路段的行驶速度应满足( AvgRtan BVgR2tan CV,DV,图 3-4-2,解析：汽车转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的 合力提供，受力分析图如图所示根据牛顿第二定律得：,图2,答案：D

13、,mgtan,2(单选)在水平面上转弯的汽车，向心力是(,),A滑动摩擦力,B,B静摩擦力 C重力和支持力的合力 D重力、支持力和牵引力的合力,3(单选)如图 3-4-3 所示，用细线吊着一个质量为 m 的 小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球的受力，正,确的是(,),图 3-4-3,A受重力、拉力、向心力,B,B受重力、拉力 C受重力 D以上说法都不正确 解析：小球的重力和细线拉力的合力提供向心力,4(单选)如图 3-4-4 所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动， 圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，相对圆筒无滑动，,),图 3-4-4,物体所受向心力是( A物体的重力,B筒壁对物体的

14、弹力,B,C筒壁对物体的静摩擦力 D物体所受重力与弹力的合力 解析：向心力由筒壁的弹力提供,5(单选，2014 年广东学业水平考试)如图 3-4-6 所示， 竖直平面内有两个半径分别为 r1和r2的圆形过山车轨道 N、P. 若过山车在两个轨道的最高点对轨道的压力都刚好为零，则过,),山车在 N、F 最高点的速度比 v1/v2为( 图3-4-6,B,6(单选，2012 年广东学业水平模拟)如图 3-4-7 所示， 轻杆一端固定了一小球，另一端安装在电动机的转轴 O 上当,电动机匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动则(,),A小球的加速度不变,C,B小球所受合外力为零 C小球所受合外力大小一定，方向改变,D小球所受合外力大小、方向均一定,图 3-4-7,解析：小球所受合外力提供向心力，匀速圆周运动是向心 力大小不变，方向始终指向圆心的运动，故选C.,考点5,离心现象,一、离心现象,1定义：,圆心,离心现象,做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供 圆周运动所需要的向心力的情况下，就会做逐渐远离 _的运动，这种现象称为_,2离心现象的分析： (1)如果 F向突然消失，则物体的速度方向不再发生变化